碘钟反应实验报告
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碘钟反应简介碘钟反应是一种常见的化学实验,用于展示化学反应速率的变化与物质浓度之间的关系。
该反应通常使用混合物高锰酸钾(KMnO4)和硫酸(H2SO4),随着物质浓度的变化,溶液的颜色从橙色逐渐转变为深紫色,同时伴随有气泡的释放。
实验步骤1.准备实验装置:将高锰酸钾晶体称取指定质量(通常为2g),加入到烧杯中,并加入适量的蒸馏水溶解。
2.准备溶液:将含有两种溶液的试管分别准备好。
溶液A由少量高锰酸钾溶液和适量的蒸馏水组成,溶液B由硫酸和适量的蒸馏水组成。
3.实验操作:将溶液A快速倒入溶液B中,开始观察溶液的变化。
4.观察结果:开始时,溶液为橙黄色,随着时间的推移,颜色逐渐变深,从橙色转变为红色,最后变成深紫色。
同时,有气泡从溶液中释放出来。
反应机理碘钟反应的反应机理涉及复杂的氧化还原过程。
具体反应步骤如下:1.首先,高锰酸钾溶液和硫酸反应,生成具有强氧化性的Mn2+离子。
2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5[O]2.接着,Mn2+离子被碘化钠(NaI)氧化为MnO2。
碘离子(I-)在反应中充当催化剂。
2Mn2+ + 4I- → 2MnI23.MnO2与碘酸根离子(IO3-)反应生成三碘化物离子(I3-)。
MnO2+ 2IO3- + H2O → Mn2+ + 2I3- + 2OH-4.最后,碘酸根离子与碘化钠反应生成碘。
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 +3H2O这些反应会反复发生,从而导致溶液中碘的浓度逐渐升高,最终溶液颜色变为深紫色。
影响反应速率的因素碘钟反应的反应速率取决于多种因素,包括:1.温度:温度越高,反应速率越快。
2.高锰酸钾(KMnO4)和硫酸(H2SO4)的浓度:浓度越高,反应速率越快。
3.碘化钠(NaI)的浓度:浓度越高,反应速率越快。
4.溶液的搅拌程度:搅拌越强,反应速率越快。
5.反应容器的形状和大小:反应容器的形状和大小会影响反应溶液的表面积,从而影响反应速率。
1.碘钟反应2 碘钟反应药品: 硫酸, 双氧水, 碘酸钾, 硫代硫酸钠, 淀粉向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。
此时在体系中存在两个主要反应, 化学方程式为:H2O2(aq)+3I−(aq)+2H+→I3−+2H2OI3−(aq)+2S2O32−(aq) →3I−(aq)+S4O62−(aq)药品: 硫酸, 碘酸钾, 亚硫酸氢钠, 淀粉向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠(以及少量淀粉溶液), 此时体系中出现如下反应:IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) →I− (aq) + 3HSO4−(aq)然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应:IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) →3I2 + 3H2O (l)接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原:I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) →2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)药品: 硫酸, 过硫酸钾, 碘化钾, 淀粉, 硫代硫酸钠通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。
加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。
化学方程式如下:2I−(aq) + S2O82−(aq) →I2 (aq)+ 2SO42−(aq)I2 (aq) + 2S2O32−(aq) →2I−(aq) + S4O62−(aq)将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合, 化学方程式如下:I3− →I− + I2ClO3− + I− + 2H+ →HIO +HClO2ClO3− + HIO + H+ →HIO2 + HClO2ClO3− + HIO2 →IO3− + HClO2[1]。
1.碘钟反应2 碘钟反应1.1过氧化氢型碘钟药品:硫酸,双氧水,碘酸钾,硫代硫酸钠,淀粉向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。
此时在体系中存在两个主要反应,化学方程式为:H2O2(aq)+3I−(aq)+2H+→I3−+2H2OI3−(aq)+2S2O32−(aq) →3I−(aq)+S4O62−(aq)1.2碘酸盐型碘钟药品:硫酸,碘酸钾,亚硫酸氢钠,淀粉向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠(以及少量淀粉溶液),此时体系中出现如下反应:IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) →I− (aq) + 3HSO4−(aq)然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应:IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) →3I2 + 3H2O (l)接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原:I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) →2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)药品:硫酸,过硫酸钾,碘化钾,淀粉,硫代硫酸钠通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。
加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。
化学方程式如下:2I−(aq) + S2O82−(aq) →I2 (aq)+ 2SO42−(aq)I2 (aq) + 2S2O32−(aq) →2I−(aq) + S4O62−(aq)将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合,化学方程式如下:I3− →I− + I2ClO3− + I− + 2H+ →HIO +HClO2ClO3− + HIO + H+ →HIO2 + HClO2ClO3− + HIO2 →IO3− + HClO2[1]最新文件仅供参考已改成word文本。
方便更改。
碘钟实验药品:29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸步骤:1.配置甲溶液:量取97mL29%的过氧化氢溶液,转移入250mL容量瓶里,用蒸馏水稀释到刻度,得3.6mol/L过氧化氢溶液。
2.配置乙溶液:分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰,分别溶于适量水中。
另称取0.075g 可溶性淀粉,溶于50mL左右沸水中。
把三者转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。
3.配置丙溶液:称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中,再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。
转移入250mL容量瓶里,稀释到刻度,得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。
4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中,这混合溶液分别含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。
注意:1.碘钟反应速率与温度有关2.丙溶液会随室温降低,碘酸钾以晶体析出,微热又溶解。
甲溶液不宜放置太久,否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。
B-Z震荡试验试剂:A溶液:3g丙二酸+6mL 1:1硫酸+0.2g硝酸铵+44mL水B溶液:2.5g溴酸钾+50mL水邻菲啰啉:0.7g硫酸亚铁+0.5g邻菲啰啉注:步骤:1.烧杯中加入8mLA液和8mLB液混合并观察(无-黄-无)记录周期。
2.再加入1mL邻菲啰啉观察(无-黄-无)记录周期蓝瓶子实验试剂:0.1%亚甲基蓝溶液、30%NaOH溶液、葡萄糖、蒸馏水。
锥形瓶、试管、滴管、橡胶塞、烧杯、酒精灯、量筒、托盘天平、温度计、计时器。
步骤:1 锥形瓶中加50mL水,1.5克葡萄糖,逐滴滴入8~10滴0.1%亚甲基蓝,振荡至溶液呈蓝色2 加入2mL30%NaOH溶液,振荡试管,静置锥形瓶,观察并记录现象。
时钟反应碘振荡反应
时钟反应,也被称为碘钟反应,是一种化学振荡反应,它体现了化学动力学的原理。
这种反应在1886年被瑞士化学家Hans Heinrich Landolt发现。
在碘钟反应中,两种(或三种)无色的液体被混合在一起,并在几秒钟后变成靛蓝色。
这个反应中,碘酸根被硫代硫酸钠还原,是一个很吸引人的反应,常常被用来作为说明反应速率的实验典范。
例如,当同时加入少量硫代硫酸钠标准溶液和淀粉指示剂时,产生的碘会很快被还原为碘离子,直到S2O32-消耗完。
当游离碘遇上淀粉时,溶液会显示蓝色。
从反应开始到蓝色出现所经历的时间,可以作为反应初速的计量。
由于这一反应能自身显示反应进程,因此被称为“碘钟”反应。
在碘钟反应的实验中,混合后的溶液会由无色变为蓝紫色,几秒后又褪为无色,接着又变成琥珀色并逐渐加深,然后蓝紫色又反复出现,几秒后又消失。
这样的变化会持续进行,形成周期性的振荡反应。
这种振荡反应的周期约为8秒,而且能持续10多分钟。
需要注意的是,碘钟反应的速率与温度有关。
总的来说,碘钟反应是一种非常有趣且富有教育意义的化学反应,它展示了化学动力学的原理和反应速率的测定方法,同时也为我们提供
了一种理解和探索化学反应的新视角。
碘钟反应原理
碘钟反应是一种常见的化学实验,通过观察反应物的颜色变化来研究化学反应的速率。
碘钟反应的原理涉及到碘化物离子、过氧化氢和淀粉之间的化学反应,下面将详细介绍碘钟反应的原理及其相关知识。
碘钟反应的原理主要包括两个重要的化学反应:过氧化氢分解和碘化物与碘的反应。
首先,过氧化氢在碱性条件下会发生分解反应,生成氧气和水。
这个反应可以用化学方程式表示为:
2H2O2 -> 2H2O + O2。
过氧化氢分解的速率受到温度、浓度和催化剂等因素的影响,因此可以通过观察氧气产生的速率来研究反应速率的变化。
其次,碘化物与过氧化氢反应生成碘离子和水。
这个反应可以用化学方程式表示为:
2I+ 2H2O2 -> I2 + 2OH+ 2H2O。
碘化物与过氧化氢反应的速率也受到温度、浓度和催化剂等因素的影响,因此可以通过观察碘离子产生的速率来研究反应速率的变化。
最后,碘离子与淀粉形成蓝色的淀粉碘化物络合物。
这个反应可以用化学方程式表示为:
I2 + (C6H10O5)n -> (C6H10O5)n·I2。
当碘离子的浓度超过一定的阈值时,淀粉会发生蓝色化学反应,这就是碘钟反应中颜色变化的原因。
综上所述,碘钟反应的原理主要包括过氧化氢分解、碘化物与过氧化氢反应以及碘离子与淀粉的络合反应。
通过观察这些反应的速率和产物的颜色变化,可以研究化学反应的动力学特性,从而更深入地理解化学反应的机理和规律。
希望本文能够帮助您更好地理解碘钟反应的原理,同时也希望您在进行碘钟反应实验时能够注意安全,并严格遵守实验室的操作规程。
祝您实验顺利,取得理想的结果!。
碘钟反应的方程式和实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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它于 1886 年被瑞士化学家 Hans Heinrich Landolt 发现。
“碘钟反应”的动力学和热力学参数的测定南凯 2010301040083(武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉 430072)摘要:本实验依次测定了“碘钟反应”的反应级数、速率常数和活化能,前两个量是反应动力学参数,活化能属于反应热力学参数,通过研究这三个量我们就可以大致上知道“碘钟反应”所经历的历程和反应的难易程度。
毫无疑问,这些参数的测定对研究一个化学反应来说是十分重要而且有用的。
关键词:碘钟反应;反应级数;活化能引言:本实验采用初速法测定228S O -与I -的反应级数和反应活化能,我们在室温下通过改变228S O -与I -的物料比,从而确定“碘钟反应”中228S O -与I -各自的反应级数。
然后根据求得的228S O -与I -的反应级数,改变反应温度,得到不同温度下的“碘钟反应”的速率常数k ,进而根据Arrhenius 方程exp()aE k A RT=-,以ln k 对1T 作图,根据图像的斜率求得本反应的活化能。
1实验原理在水溶液中,过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应[1]:22284332S O I SO I ----+=+ (1)我们事先同时加入少量的硫代硫酸钠溶液和淀粉指示剂,则(1)式中产生的少量的3I -会优先和223S O -反应而被还原成I -:222334623S O I S O I ----+=+ (2)这样,当溶液中的硫代硫酸钠全部反应掉后,(1)式生成的碘才会和淀粉指示剂反应,使溶液呈蓝色。
由上可知,控制在每个反应中硫代硫酸钠的物质的量均相同,这样从反应开始到出现蓝色的这段时间即可用来度量本反应的初速。
当反应温度和离子强度相同时,(1)式的反应速率方程可写为:222828[][][]m n d S O k S O I dt----= (3)根据(1)式中的反应计量关系,可以认为:22833[][][]d S O d I I dt dt t---∆-==∆ (4) 根据(2)式的反应计量关系结合硫代硫酸钠的等量假设,可知2323[]2[]I S O t t--∆∆=∆∆ (5) 根据(3)(4)(5)可知,2223282[][][]m n S O k S O I t---∆=∆ (6) 移项,两边取对数可得2282231lnln ln[]ln[]2[]k m S O n I t S O ---=++∆∆ (7) 因而固定[]I -,以1lnt∆对228[]S O -作图,根据直线的斜率即可求出m ;固定228[]S O -,同理可以求出n 。
高中化学碘钟实验原理The iodine clock reaction is a classic chemistry experiment that demonstrates the concept of reaction rates and the effect of concentration on chemical reactions. 碘钟反应是一个经典的化学实验,它展示了反应速率的概念以及浓度对化学反应的影响。
In this experiment, two colorless solutions are mixed together, and after a certain period of time, the mixture suddenly turns a deep blue or black color. 在这个实验中,两种无色溶液混合在一起,经过一定时间后,混合物突然变成深蓝色或黑色。
The principle behind the iodine clock reaction is the reaction between iodide ions (I-) and persulfate ions (S2O82-), which eventually leads to the formation of iodine molecules (I2). 碘钟反应背后的原理是碘化物离子(I-)和过硫酸根离子(S2O82-)之间的反应,最终导致了碘分子(I2)的形成。
Initially, the iodide ions and persulfate ions exist in separate solutions, keeping the reaction from occurring. 最初,碘化物离子和过硫酸根离子存在于不同的溶液中,使反应无法发生。
However, as the solutions are mixed, the reaction begins and proceeds at a constant rate, eventually resulting in the abrupt colorchange. 但是,当这些溶液混合在一起时,反应开始并以恒定速率进行,最终导致了突然的颜色变化。
一、实验目的1. 掌握碘液反应的基本原理和操作方法;2. 熟悉分光光度计的使用方法;3. 通过实验,加深对化学反应速率、反应级数和反应速率常数的理解。
二、实验原理碘液反应是指碘与某些物质发生反应,生成具有特定颜色的溶液。
本实验中,我们选用丙酮作为反应物,与碘液发生反应,生成碘化丙酮溶液。
根据比尔定律,溶液的吸光度与溶液中物质的浓度成正比,因此可以通过测定溶液的吸光度,计算出反应物的浓度,进而得到反应速率、反应级数和反应速率常数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:分光光度计、锥形瓶、移液管、滴定管、计时器、搅拌器、吸管、烧杯等。
2. 试剂:碘液、丙酮、盐酸、氢氧化钠、硫酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 配制反应溶液:将一定体积的丙酮溶液加入锥形瓶中,用移液管加入一定体积的碘液,搅拌均匀,记录反应时间。
2. 测定吸光度:将反应溶液置于分光光度计中,用蒸馏水作空白,测定溶液的吸光度。
3. 计算反应速率:根据比尔定律,计算反应溶液中碘的浓度,进而得到反应速率。
4. 改变反应条件:改变丙酮的浓度、温度、催化剂等,重复上述实验步骤,观察反应速率的变化。
5. 分析数据:根据实验数据,绘制反应速率与反应物浓度、温度、催化剂等的关系图,分析反应级数和反应速率常数。
五、实验结果与分析1. 反应速率与反应物浓度的关系:实验结果表明,反应速率与丙酮的浓度呈正比,说明丙酮是反应物,反应级数为1。
2. 反应速率与温度的关系:实验结果表明,随着温度的升高,反应速率逐渐加快,说明该反应是放热反应。
3. 反应速率与催化剂的关系:实验结果表明,加入催化剂后,反应速率明显加快,说明催化剂对反应有促进作用。
六、实验总结通过本次实验,我们掌握了碘液反应的基本原理和操作方法,熟悉了分光光度计的使用方法,加深了对化学反应速率、反应级数和反应速率常数的理解。
同时,我们还发现,反应条件对反应速率有显著影响,为实际应用提供了参考依据。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,避免接触有毒有害物质。
碘钟反应原理碘钟反应是一种常见的化学实验,它通过观察化学反应的颜色变化来展示化学反应动力学的原理。
这个实验可以帮助我们更好地理解化学反应速率与浓度的关系,以及温度对反应速率的影响。
在这篇文档中,我们将深入探讨碘钟反应的原理,以及它背后的化学知识。
碘钟反应的原理基于碘化钾与过氧化氢的反应。
在反应开始时,过氧化氢会氧化碘化钾,生成氧气和碘离子。
碘离子会与淀粉形成蓝色的复合物,从而观察到溶液颜色的变化。
这个颜色变化是我们进行实验观察的关键。
在化学反应中,反应速率是一个重要的参数。
碘钟反应的速率可以通过观察颜色变化的时间来测量。
实验中,我们可以改变碘化钾和过氧化氢的浓度,从而观察它们对反应速率的影响。
通过实验数据的收集和分析,我们可以得出反应速率与浓度的关系,从而验证化学动力学的相关理论。
另外,温度也是影响化学反应速率的重要因素。
在碘钟反应实验中,我们可以改变反应溶液的温度,观察颜色变化的时间。
实验结果表明,温度的升高会加快反应速率,这与化学动力学的理论预测是一致的。
这个实验可以直观地展示温度对反应速率的影响,帮助我们更好地理解化学反应动力学原理。
除了浓度和温度,催化剂也可以影响化学反应速率。
在碘钟反应中,我们可以加入不同的催化剂,观察它们对反应速率的影响。
通过实验数据的对比分析,我们可以得出不同催化剂对反应速率的影响程度,从而更深入地理解催化剂在化学反应中的作用机制。
总的来说,碘钟反应是一种简单而直观的化学实验,它可以帮助我们更好地理解化学反应动力学的原理。
通过实验数据的收集和分析,我们可以得出反应速率与浓度、温度、催化剂之间的关系,从而验证化学动力学的相关理论。
这个实验不仅可以帮助我们理解化学知识,还可以培养我们的实验操作能力和数据分析能力。
希望通过这篇文档的介绍,大家对碘钟反应的原理有了更深入的了解。
变色的碘实验作文500字英文回答:The iodine clock reaction is a classic chemistry experiment that involves the color change of iodine. Inthis experiment, two clear solutions are mixed together to produce a sudden color change from colorless to dark blue. The reaction occurs due to the formation of triiodide ions, which are responsible for the blue color.To perform this experiment, you will need a few chemicals and equipment. Firstly, you will need potassium iodide (KI) and sodium thiosulfate (Na2S2O3), which are the main reactants. You will also need starch solution, which acts as an indicator for the color change. Other equipment includes beakers, a stopwatch, and a pipette for accurate measurements.The procedure for the iodine clock reaction is as follows. Firstly, prepare two separate solutions: SolutionA and Solution B. Solution A consists of potassium iodide and starch solution, while SolutionB consists of sodium thiosulfate. Both solutions should be clear and colorless initially.Next, mix the two solutions together in a beaker. As soon as the solutions are mixed, start the stopwatch. The reaction will take some time to occur, and during this time, the solution will remain colorless. However, after acertain period, the solution will suddenly turn dark blue, indicating the completion of the reaction.The time taken for the color change to occur can be adjusted by varying the concentration of the reactants.This can be done by changing the amounts of potassiumiodide and sodium thiosulfate used in the experiment. By altering the concentrations, you can observe how it affects the rate of the reaction and the time it takes for thecolor change to happen.中文回答:变色的碘实验是一个经典的化学实验,涉及到碘的颜色变化。
一、实验目的1. 掌握碘单质的基本性质和反应特点;2. 了解碘在有机合成中的应用;3. 掌握碘的提取和纯化方法;4. 熟悉实验操作技能,提高实验操作能力。
二、实验原理碘是一种卤素元素,具有多种化学反应特性。
在有机合成中,碘常作为催化剂或试剂参与反应。
本实验主要研究碘与有机物、无机物及生物分子的反应。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:烧杯、试管、酒精灯、试管夹、铁架台、滴管、磁力搅拌器、分液漏斗、蒸馏装置等;2. 试剂:碘单质、碘化钾、氯水、淀粉溶液、乙醇、乙醚、丙酮、苯、水等。
四、实验步骤1. 碘与有机物的反应(1)取一定量的丙酮于试管中,加入少量碘单质,观察现象;(2)用磁力搅拌器搅拌溶液,观察溶液颜色的变化;(3)加入少量淀粉溶液,观察溶液颜色的变化。
2. 碘与无机物的反应(1)取一定量的碘化钾溶液于试管中,加入氯水,观察现象;(2)用磁力搅拌器搅拌溶液,观察溶液颜色的变化;(3)加入少量淀粉溶液,观察溶液颜色的变化。
3. 碘与生物分子的反应(1)取一定量的淀粉溶液于试管中,加入少量碘单质,观察现象;(2)用磁力搅拌器搅拌溶液,观察溶液颜色的变化;(3)加入少量淀粉溶液,观察溶液颜色的变化。
4. 碘的提取和纯化(1)取一定量的碘化钾溶液于烧杯中,加入少量乙醇,搅拌;(2)用分液漏斗将溶液分层,取下层有机相;(3)将有机相置于蒸馏装置中,加热蒸馏,收集蒸馏液;(4)用磁力搅拌器搅拌蒸馏液,观察溶液颜色的变化。
五、实验结果与分析1. 碘与有机物的反应:在丙酮溶液中加入碘单质后,溶液颜色逐渐加深,加入淀粉溶液后,溶液呈现蓝色。
2. 碘与无机物的反应:在碘化钾溶液中加入氯水后,溶液颜色逐渐加深,加入淀粉溶液后,溶液呈现蓝色。
3. 碘与生物分子的反应:在淀粉溶液中加入碘单质后,溶液颜色逐渐加深,加入淀粉溶液后,溶液呈现蓝色。
4. 碘的提取和纯化:通过蒸馏,收集到无色液体,加入淀粉溶液后,溶液呈现蓝色。
六、实验结论1. 碘与有机物、无机物及生物分子均能发生反应,产生蓝色溶液;2. 通过蒸馏,可以提取和纯化碘;3. 本实验成功掌握了碘的反应特性,提高了实验操作能力。
单向碘钟反应实验步骤
一、实验准备
1. 实验器材:烧杯、滴管、碘钟、计时器(例如秒表)、光源(例如LED灯)
2. 试剂:碘化钾、硫酸钠、无水乙醇、水
二、实验步骤
1. 在烧杯中加入50ml无水乙醇和一定量的碘化钾,搅拌至溶解。
2. 向烧杯中加入一定量的硫酸钠,搅拌至溶解。
3. 将烧杯放在计时器的光源下,并记录当前时间。
4. 观察并记录下烧杯中的颜色变化。
在特定时间间隔(例如每秒一次)内,溶液的颜色会从无色变为深黄色,然后再变回无色。
这个颜色变化过程将作为我们计算反应速率的基础。
5. 在实验过程中,需要持续搅拌溶液以保持均匀。
6. 在实验结束后,将数据记录在表中,包括每个时间间隔的颜色变化情况。
7. 根据实验数据,计算反应速率常数。
可以使用以下公式进行计算:k = (颜色变化次数/ 时间间隔) ^ (1 / 时间)。
这里的“颜色变化次数”是指在一个时间间隔内溶液颜色从无色变为深黄色或从深黄色变为无色的次数,“时间间隔”是
指计时器记录的两个连续时间点之间的时间差,“时间”是指实验的总时间。
8. 根据计算得到的反应速率常数,可以进一步分析该反应的动力学特征,并与已知的碘钟反应模型进行比较。
三、注意事项
1. 在实验过程中要保持安静,避免由于震动等原因影响实验结果。
2. 保证计时器和光源的准确性和可靠性,以便获得更准确的数据。
3. 对于不同浓度的试剂和不同的温度条件,可能需要调整实验步骤和参数。
在进行实验前,建议先进行一些预备实验以确定最佳的实验条件。
碘钟反应
一
实验目的
1.了解浓度、温度对反应速率的影响。
2.学习测定K2S2O8 氧化KI 的反应速率常数及活化能的原理和方法。
3.练习用计算法、作图法处理实验数据。
二 实验原理
水溶液中,K2S2O8 与KI发生如下反应的离子方程式
S2O82-+2I-=I2+2SO42-
在温度和离子强度不变,反应速率与反应物浓度的关系可近似表示为即
动力学方程:
• V=-d [S
2O82-]/dt=k [S2O8
2-]m[I-]n
通常人们认为S2O82-氧化I-通常经历两个步骤
S2O82-+I-= [IS2O8]3-。。。。。。。。。。。。。(1)
[IS2O8]3-+ I- = I2+2SO42-。。。。。。。。(2)
反应(1)为速控步骤,则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt=k[S2O82-][I-]
若[I-]不变( [I-] > >[S2O82-])则其速率方程为
-d[S2O82-]/dt=k1[S2O82-]
k1=k[I-],上述反应假定为准一级反应,则
㏑[S2O82-] =-k1t+㏑[S2O82-]0
以㏑[S2O82-] 对时间t作图,即可求得反应速率常数k
1
为了保持[I-] 不变,本实验采用加入S2O32方法:
2S2O32-+I2=2I-+S4O62- 此反应很快,可认为瞬间完成。由加入的
Na2S2O3的体积及其浓度,可以算出每次溶液呈现蓝色时所消耗的
Na2S2O3的量,从而求出此时刻的S2O82-,得到一系列K2S2O8的浓度
及其对应的反应时间,从而求的速率常数k1,改变反应温度,可求得
不同反应温度的k1值,根据阿仑尼乌斯公式 K =Ae-Ea/RT 取对数
㏑K=-Ea/RT+㏑A
以㏑K对1/T 作图,求出直线斜率,即可求得活化能Ea
三 装置和流程简图
仪器:
恒温槽,电子秒表,微量注射器,量筒(10ml),移液管(25ml,10ml),
吸耳球,环形搅拌器,大试管,容量瓶,烧杯
试剂:
(K2S2O8 0.050mol·L-1)KI (0. 100mol·L-1) Na2S2O3
(0.0125mol·L-1) 淀粉 (1%,W /V)
流程:
1.恒温槽调至所需温度,恒温。
2.大试管装入25ml蒸馏水,10mlKI溶液,2ml淀粉液,→
恒温10分钟
K2S2O8放入容量瓶中→恒温10分钟
3. 用微量注射器取300μl Na2S2O3注入大试管中,用环
形搅拌器使其混合均匀。
4. 移液管取10 ml已恒温K2S2O8注入大试管,流出一半时
计时,至溶液颜色变蓝,暂停秒表,记下时间读数,立即再加
入300μl Na2S2O3,搅拌溶液,开动秒表,继续计时
颜色变化暂停记时,重复记五次。
四 原始数据及数据处理
22℃ 25℃ 28℃ 31℃ 34℃
[S2O82-] ㏑[S2O82-]
t1 4’19”97 3’28”31 2’45”18 2’13”87 1’53”28 0.0266 -3.629
t2 9’47”56 6’33”68 5’08”71 4’01”24 3’21”43 0.0261 -3.646
t3 13’27”31 9’52”31 7’24”02 5’49”40 5’04”77 0.0256 -3.682
t4 17’13”84 13’18”62 9’55”87 7’47”27 6’37”49 0.0252 -3.682
t5 21’06”37 16’40”62 12’31”00 9’53”93 8’10”24 0.0247 -3.700
五 实验结果及讨论
思考题:
1. 碘钟反应的基本条件是什么?
答:(1)在反应过程中维持[I-]不变,为此本实验采用补偿法,通过加入一
定浓度的Na2S2O3来维持[I-]在反应过程中不变。
(2)在测反应活化能时,要求在实验温度范围内Ea不随温度变化。
2.根据实验原理及实验方法,活化能的测定是否可以简化?
答:可以。如果我们所需数据仅为活化能Ea,由书中式(7)
㏑[S2O82-] =-k1t+㏑[S2O82-]0 如果固定反应后,[S2O82-]不变,即
Kt=㏑[S2O82-]0-㏑[S2O82-]=C(常数) ----------------------(11)
对上式左右取对数得㏑k+㏑t=㏑C
将上式代入(10)式得:㏑C -㏑t=-Ea/RT+㏑A 整理得
㏑t=㏑C+ Ea/RT-㏑A作1/T对㏑t直线,斜率为Ea/R,即可求得Ea。
实验讨论
1. 所用的试剂若混有少量的Fe3+,Cu2+,对反应会有催化作用,必要时
要加入缓冲试剂,来消除这些离子的影响。
2. 向混合溶液中加入K2S2O8 ,要越快越好。
3. 为保证实验数据的准确性,在反应过程中要注意恒温的控制以及温度
的调节。
4. 实验温度不能太,否则速率太快不易控制,实验误差大。
5. KI溶液不稳定,易被空气氧化而使无色溶液变成淡黄色而导致反应时
间缩短,配好以后的三个小时内可照常使用。放置时间长若溶液变黄,
可滴加Na2S,直至黄色褪去即可继续使用。
6. 反应中的搅拌速度对反应时间也有影响,搅拌得越快,反应时间越短。
同一组实验,要用同一种速度搅拌。